多壁纳米管在中国锂电行业的市场与应用
“高里咨询与多家业内公司进行交流后估算,2022年中国锂电池行业使用的MWCNTs浆料(而非MWCNTs粉末)市场规模预计为16.6万吨。”
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碳纳米管(CNTs)作为一种新型纳米材料,在电子、能源、通信、化工、生物、医药、航空航天等领域的应用价值已逐渐取代传统材料。 它们具有极好的市场潜力。
根据石墨烯片的层数,CNT可以分为单壁纳米管(SWCNT)和多壁纳米管(MWCNT)。 MWCNT是市场上使用的CNT的主要类型。 从目前的供给端来看,中国CNT厂商主要有:天奈科技、捷越纳米、卡博特、青岛浩信、无锡东恒等,其中天奈科技占据了43%的CNTs浆料市场份额,捷越纳米以15%的市场份额紧随其后。
数据来源:高里咨询
从需求端来看,尤其是在中国锂电池市场,多壁碳纳米管的使用可以提高电池的循环性能和电极的导电性,降低电池的极化。 目前,多壁碳纳米管目前多壁碳纳米管以浆料的形式作为导电剂添加到锂电池的负极中,正逐渐取代传统的导电剂材料,成为一种新型的导电剂材料。 MWCNT与常规试剂相比具有以下优点:
多壁碳纳米管在阴极中的使用将改善目前常规的导电网络,形成点状、线状、面状的导电网络,因此导电效果优于传统的导电剂。
与传统的导电剂相比,能量密度将增加。
阻抗低于传统的导电剂。
高倍率充电性能。
更高的低温充放电性能。
从需求结构来看,由于磷酸铁锂的导电率相比三元材料较低,因此在达到相同导电率的情况下,磷酸铁锂对导电剂的需求比三元材料更为迫切。 因此,MWCNT导电剂的添加量随不同的电池材料而变化。 例如,用于电动车辆中使用的磷酸铁锂电池的MWCNT浆料使用量为约750吨/GWh。 相比之下,锂钴电池在电动汽车中的运行量为233吨/GWh。
关于应用,锂离子电池用于电动车辆、消费3C产品、电动工具、能量存储和其它领域。 由于其它应用可能对电池的能量密度和寿命周期有不同的要求,所以渗透率也会不同。 例如,MWCNTs在电动汽车用磷酸铁锂电池中的渗透率高达75%。 相比之下,用于能源应用的磷酸铁锂电池仅占5%。
高里咨询与多家业内公司进行交流后估算,2022年中国锂电池行业使用的MWCNTs浆料(而非MWCNTs粉末)市场规模预计为16.6万吨。 按照MWCNTs粉体含量定价在3 ~ 4万元/吨,预计2022年中国锂电池行业使用的MWCNTs浆料市值在50亿元~ 66亿元。 对于未来需求,预计到2025年,中国锂电池行业MWCNTs渗透率将提高:
- 电动汽车用动力电池:从2022年的75%到2025年的80%
- 消费类电池:从2022年的30%到2025年的40%
- 储能电池:从2022年的5%到2025年的20%
- 电动工具中使用的电池:从2022年的20%到2025年的40%
- 两轮车中使用的蓄电池:从2022年的5%到2025年的20%
高里咨询认为,随着新能源汽车续航、快充技术的不断发展,对导电材料的需求更加迫切。 随着人们对电池高能量密度追求的提升,多壁碳纳米管导电剂的性能优势日益凸显,市场潜力有望激增。